Оборудование по специальным заказам: блочно-модульные котельные, топки сжигания биомассы, котлы-утилизаторы, водогрейные и паровые котлы с топкой кипящего слоя.

Главная » Услуги » Изготовление, поставка и монтаж » Оборудование по специальным заказам: блочно-модульные котельные, топки сжигания биомассы, котлы-утилизаторы, водогрейные и паровые котлы с топкой кипящего слоя.

Блочно-модульные котельные

В современной энергетике активно используются блочно-модульные котельные (БМК), которые, ввиду ряда особенностей, являются одними из самых перспективных в данной сфере. В отличие от стационарных котельных, блочно-модульные выгодно отличаются тем, что:

БМК полностью оправдывают себя в применении на промышленных предприятиях, в целях отопления, обеспечения горячей воды на производственно-технологических, административных, жилищно-коммунальных и культурно-бытовых объектах, выступая как автономный или центральный источника теплоснабжения, горячего водоснабжения. В зависимости от целевого назначения и особенностей эксплуатации, котельные изготавливаются с водогрейными (с температурой нагрева воды до 130ºС), паровыми (давление пара до 1,3 МПа) котлами, котлами-утилизаторами, которые работают на разных видах топлива.

По виду теплоносителя БМК классифицируются следующим образом:

По виду топлива БМК классифицируются на:

Комплектация блочно-модульных котельных зависит от вида топлива и типа котла. В зависимости от этого, в нее могут входить:

Помещение блочно-модульной котельной для удобства оборудуется освещением, отоплением и вентиляцией. Также обустраивается кабина оператора и бытовые помещения, если в них есть необходимость.

 

Топки сжигания биомассы

В настоящее время около 12% мировой потребности в энергии обеспечивается сжиганием топливной биомассы. Сырьем для биотоплива является: отходы лесозаготовок, отходы лесопиления и деревообработки, с/х продукты (солома, шелуха и др.).

Перед подачей в котельную сырье перерабатывается в доступное для автоматизированного сжигания топлива: дробленая щепа, опилки, гранулы.

Комплекс состоит из топок для сжигания биомассы ТСБ, агрегатированных с водогрейными или паровыми котлами, предлагаемыми ООО «БОРС», и систем механизированной подачи топлива.

Комплекс оборудования по сжиганию биомассы

В состав ТСБ входят

  1. Топка
  2. Бункер
  3. Питатель топлива
  4. Система подачи воздуха
  5. Газоходы
  6. Комплект автоматики (КА)

Принцип работы

Отходы, попадая в топку, проходят две зоны:

  1. зону выделения летучих газов и частичное горение;
  2. зону окончательного сжигания, накопления и удаления золы.

Во все зоны с помощью автоматики подается соответствующее количество воздуха, необходимое для выделения летучих газов и их сжигания. Продукты горения с температурой 800-1000°С направляются в котел, где происходит дожигание летучих газов.

Описание технологического процесса работы топки с котлом

Топливо транспортёром загружается в бункер топки. После розжига растопочного материала в передней части топки включаются дымосос и вентиляторы, и подаётся топливо. На решетке и колосниках происходит горение топлива. Воздух на горение подается через отверстия в плитках решетки и колосниках. В топку подаётся смесь рециркуляционных дымовых газов и воздуха, что приводит к неполному сгоранию топлива на наклонной и нижней решётке. Продукты сгорания попадают в выходной коллектор топки, далее в топку котла и дожигаются. Дымовые газы дымососами направляются в циклон, где происходит очистка от механических примесей, и дымососом через дымовую трубу выбрасываются в атмосферу.

В топке поддерживается разрежение (устанавливается при пуско-наладочных работах в зависимости от вида и влажности топлива), контролируемое датчиком, за счет изменения тяги дымососа и регулировки подачи воздуха дутьевыми вентиляторами.

Температура в топке поддерживается не выше заданного значения путем увеличения разрежения, плавной подачей рециркуляционных дымовых газов или уменьшения подачи топлива шнеками (параметры разрежения, работы шнеков и режимы подачи рециркуляции устанавливаются в ходе пуско-наладочных работ).

Удаление золы производится через дверцы зольные и шнеком золоудаления.

При остановке топки отключается подача топлива, происходит постепенное выгорание оставшегося топлива с последующим отключением вентиляторов, а затем и дымососов.

Устройство:

В состав топки входят следующие основные узлы:

Схема ТСБ с котлом

Примечание: в зависимости от вида сжигаемого топлива возможны изменения в компоновке топки и в конструктивных изменениях котлов.

Система топливоподачи

Актуальность создания автоматизированной системы топливоподачи обусловлена требованиями исключения ручной загрузки топливосжигающих агрегатов при использовании в качестве топлива отходов деревообработки (опилки, стружка), отходов зернопереработки (пеллеты, лузга и т.п.), отходов льнопереработки (костра и т.п.).

Система топливоподачи, предлагаемая ООО «БОРС», применяется в котельных с топками для сжигания биотоплива (ТСБ) вышеуказанных видов топлив. Она состоит из автоматизированного топливного склада и двухцепного конвейера скребкового типа.

Автоматизированные топливные склады монтируют в целях обеспечения непрерывной подачи топлива в котельную. Они содержат механизмы, работающие по принципу «подвижного пола», которые применяются для выгрузки из буферных складов различных видов топлива, отличающихся высоким коэффициентом внутреннего трения, большим сцеплением между частицами, а также топлива самоуплотняющегося в процессе хранения.

Принцип «подвижного пола» заключается в том, что выгрузка биотоплива из склада осуществляется воздействием на его нижний слой подвижными элементами (рамкой со скребками) методом проталкивания за счет возвратно-поступательного движения. Набор рамок со скребками образуют основание накопительного бункера склада, обеспечивающее разгрузку и дозированную выдачу сыпучего топлива на устройство подачи (конвейер, скребковый транспортер, шнек).

Конвейер скребкового или шнекового типа предназначен для транспортирования сыпучего топлива (опилок, щепы, стружки, льнокостры, гранулированного топлива и др.) соответствующей фракции к отопительным агрегатам котельных. Конвейер может работать на открытом воздухе, под навесом, а также в неотапливаемых помещениях.

В состав системы топливоподачи согласно проекту или заказу включаются дисковый сепаратор для отделения от топлива крупных посторонних предметов и электромагнитный железоотделитель для извлечения из топлива ферромагнитных включений.

В исполнениях системы топливоподачи предусмотрены:

Выбросы вредных веществ в атмосферу

Предлагаемая технология сжигания позволяет избежать выбросов в атмосферу значительного числа вредных веществ: сажи, монооксида углерода, соединений хлора, оксидов серы и азота, формальдегидов, диоксинов и полиароматических углеводородов. Это обеспечивается за счет организации дожига газов в надслоевом пространстве топки при следующих условиях:

Преимущества топок сжигания биомассы, предлагаемых ООО «БОРС»:

Котлы-утилизаторы

Особенности работы котлов-утилизаторов

Котел-утилизатор не имеет собственной топки, принцип его работы простой и эффективный, он основан на использовании теплоты, что выделяется во время технологических промышленных процессов при работе различных агрегатов или энергетических установок.

Если во время работы в составе отходящих газов есть не только физическая, но и химическая теплота (горючие составляющие), то их целесообразно сжечь. Котлы-утилизаторы имеют следующий принцип работы: они генерируют энергию в виде нагретой воды, пара или воздушного потока, она может быть использована во время работы другого оборудования для производства холода или тепла в когенерационных установках.

Одной из специфической особенностей работы промышленного оборудования является то, что в составе отходящих газов содержится много мелких частиц, которые пребывают в твердом, газообразном или жидком состоянии. Они образуются во время работы оборудования и являются частью окалины, металла, шлака, шихты. Во время процесса плавления металла, в составе отходящих газов появляется много жидких частиц. Все это получается из-за того, что печи работают при высоком температурном режиме.

Котлы-утилизаторы позволяют использовать теплоту отходящих газов, что повышает коэффициент использования топлива, уменьшает температуру вынесения технологического сырья, дает возможность его улавливать.

На то, как эффективно котлы-утилизаторы будут использовать теплоту отходящих газов, влияет тепловая мощность, которую имеет котел, режим поступления в него газов, температура отходящих газов. От того, сколько будет сжигаться топлива в конкретной технологической установке и какой процесс происходит, будет напрямую зависеть температура и количество отходящих газов. Много шихтовых газов образуется во время работы оборудования, используемого для плавки руд цветных металлов и во время продувки кислородом конвертеров, что преобразуют чугун в сталь.

Схема работы котла-утилизатора

Еще одним важным фактором, влияющим на работу котла, является режим поступления в него газов. Многие технологические установки имеют циклический принцип, а это, в свою очередь, негативно влияет на эффективность работы котлов-утилизаторов. Часто указанные неудобства возникают на конвертерном производстве, и цикличность работы печей приводит к тому, что котел-утилизатор будет работать с низкой эффективностью.

Признаки, по которым котлы-утилизаторы делятся на группы

  1. В зависимости от температуры газов, что попадают в котел. По данному принципу утилизаторы делятся на низкотемпературные (<900°С) и высокотемпературные (> 1000°С). При низких температурах перенос тепла выполняется за счет конвекции, а при высоких температурах — за счет излучения. Если температура больше 1100°С, то продукты сгорания, что были в жидком состоянии, изменяют свое агрегатного состояние.
  2. По параметрам пара утилизатор может быть низкого давления (Р = 1,5 МПа, t=300°С), повышенного (4,5 МПа и 450°С) и высокого (10-14 МПа и 550°С).
  3. Также влияет принцип взаимного движения пара, воды и продуктов сгорания, утилизатор может быть водотрубным или газотрубным;
  4. В зависимости от способа движения воды в испарительном контуре, водотрубный утилизатор бывает с принудительной или естественной циркуляцией.
  5. В зависимости от оформления компоновки и поверхностей нагрева, утилизатор может быть горизонтального, туннельного, башенного типа. В низкотемпературных котлах используется принцип змеевиковой конвективной поверхности нагрева, а у высокотемпературных моделях — радиационно-конвективные поверхности.

Принцип действия газотрубных и водотрубных котлов

Газотрубный утилизатор

Газотрубные котлы выпускаются с горизонтальным и вертикальным их расположением, могут использоваться совместно с обжиговыми, мартеновскими и другими печами, которые имеют сравнительно небольшую мощность.

Газ, температура которого около 1200°С, выходит из печи и попадает в нижнюю часть газохода котла. Там установлены W-образные трубные ленточные и экранные настенные поверхности, конвективный пакет пароперегревателя. Тепло превращает воду в пар, и пароводяная смесь начинает циркулировать в указанных поверхностях. Во время работы утилизатор вырабатывает пар, давление которого до 4,5 МПа и температура до 440°С, что позволяет обеспечить электрическую мощность до 8 МВт. Чтобы поддерживать постоянный тепловой потенциал газов, поступающих в утилизатор, установлен предтопок с газовой горелкой.

Все газотурбинные утилизаторы имеют одинаковый принцип работы, независимо от того, в какой отрасли они используются. Они применяются для охлаждения отходящих газов, технологических установок, что имеют небольшую мощность.

Водотрубный утилизатор

Утилизаторы, имеющие многократную принудительную циркуляцию, широко используются в промышленности. То, что такой анализатор имеет принудительную циркуляцию, позволяет испарительный элемент делать любой формы и ориентации в пространстве.

В таких котлах испарительная система распределяется на несколько секций, они подключены параллельно, это позволяет значительно снизить сопротивление испарительной части и использовать циркуляционные насосы меньшей мощности.

Вода, которая питает утилизатор, поступает через водяной экономайзер, а затем в барабан котла. Отсюда при помощи насоса вода через шламоотделитель идет в испарительные пакеты, которые включены параллельно. Полученная пароводяная смесь в барабане сепарируется, и вода отделяется от пара. После чего пар через пароперегреватель идет к потребителю. В зависимости от того, где надо установить утилизатор, его компоновка может быть П-образной, башенной или горизонтальной.

Котлы-утилизаторы в парогазовых и когенерационных установках

В парогазовых установках используются котлы-утилизаторы, которые рассчитаны для получения пара среднего и высокого давления для дальнейшего его использования в паровой турбине. В таком котле источником энергии также является энергия отходящих газов. Здесь используются водотрубные котлы, у которых конвективные поверхности нагрева и многократная принудительная циркуляция. От мощности паровой турбины будет зависеть конструкция котла, он может быть одноконтурным или иметь 2 независимых контура, в которых будет разное давление пара.

Такие барабанные утилизаторы вырабатывают пар, давление которого от 0,65 до 8 МПа, а также горячую воду, за счет того, что утилизируют тепло выхлопных газов от газотурбинной установки.

Если говорить о котлах-утилизаторах когенерационных установок, то они используют теплоту выхлопных газов поршневых двигателей или газовых турбин. Вырабатывают пар, который используют для подогрева воды в системе отопления или для технологических нужд. Такие котлы делают одноконтурными с принудительной циркуляцией.

Водогрейные и паровые котлы с топкой кипящего слоя

При рассмотрении перспектив использования низкосортных видов топлива, в частности для энергоблоков нового поколения, одним из основных вопросов является их эффективное сжигание. Под последним в первую очередь понимается выполнение основных двух требований: сжигание должно быть полным, т.е. экономичным и оно не должно приводить к большим выбросам вредных веществ (в первую очередь оксидов серы и азота).

Как правило, в традиционных слоевых топках приходится сталкиваться с рядом проблем: высокая влажность топлива, повышенная зольность, образование спеков, шлакование на колосниковой решетке, низкий КПД, неустойчивое горение при высокой влажности, плавление огнеупорного кирпича кладки при высокой калорийности топлив, низкий уровень механизации и автоматизации и др.

Котлы с топкой кипящего слоя предназначены для высокоэффективного использования различных низкосортных топлив, сжигание которых традиционными методами невозможно или малоэффективно: максимальная влажность используемого топлива до 65% при содержании золы в пересчете на сухую массу 30%. При более низкой влажности содержание золы может составлять 40% и выше.

Современные котлы кипящего слоя включают как конструктивный многолетний опыт, так и современные достижения науки и техники, поэтому отличаются компактностью, надежностью, полной автоматизацией и простой системой обслуживания оборудования.

При работе котлов кипящего слоя единичной мощностью до 10 МВт могут быть получены следующие теплоносители:

Топки кипящего слоя, предлагаемые ООО «БОРС», могут быть адаптированы для сжигания:

При влажности топлива свыше 65% производится подмес различных низкосортных топлив: фрезерный торф без предварительной подготовки, кора, некондиционная щепа, ветки, твердые бытовые отходы.

В некоторых случаях (например, сжигание осадка бытовых и технологических сточных вод) применение технологии сжигания в кипящем слое - это оптимальный метод максимального сокращения объемов отходов за счет их утилизации, а так же реальный способ получения дешевой тепловой энергии из отходов.

Технология сжигания высоковлажных и высокозольных осадков в кипящем слое отличается тем, что процесс горения может происходить за счет собственной теплотворной способности осадка.

Учитывая свой собственный опыт и опыт других организаций по сжиганию топлив на колосниковых решетках, можно с уверенностью сказать, что только кипящий слой - это реальная возможность продуктивного использования некондиционных низкокалорийных материалов для получения тепловой энергии.

Основными, присущими только кипящему слою особенностями сжигания топлива, являются:

Выбросы вредных веществ в атмосферу

Предлагаемая технология сжигания позволяет избежать выбросов в атмосферу значительного числа вредных веществ: сажи, монооксида углерода, соединений хлора, оксидов серы и азота, формальдегидов, диоксинов и полиароматических углеводородов. Это обеспечивается за счет организации дожига газов в надслоевом пространстве топки при следующих условиях:

Преимущества котлов с топками кипящего слоя, предлагаемых ООО «БОРС»

Описание схемы работы котлоагрегата с топкой кипящего слоя

Сжигание топлива осуществляется в слое инертного (негорючего) материала, ожижаемого подаваемым под слой воздухом. Интенсивное перемешивание твердых частиц под воздействием ожижающего воздуха, проходящего через слой, обеспечивает повышенный тепло- и массообмен.

На воздухораспределительную решетку топки засыпается инертный материал. При включении дымососа и вентилятора осуществляется подача воздуха под слой материала. При повышении скорости воздуха увеличивается потеря давления его в слое, и при определенной скорости станет равной силе, с которой на слой действует земное притяжение. Частицы слоя находятся в воздухе во взвешенном состоянии и перемешиваются друг с другом. Ожиженный материал легко течет, удерживается на определенном уровне и имеет определенное гидростатическое давление.

Включается горелка, кипящий слой постепенно разогревается. При достижении температуры кипящего слоя, достаточной для воспламенения топлива, осуществляется его подача в слой. При загорании топлива горелка отключается. Температура кипящего слоя поднимается до заданной и поддерживается с помощью регулятора температуры на этом уровне изменением подачи топлива, объема и температуры воздуха. Подаваемый на горение воздух нагревается, снимая тепло с жаровой трубы топки, попадает по воздушному коллектору в воздухосборник воздухораспределительной решетки и далее через колпачки - в кипящий слой. При превышении заданной температуры кипящего слоя прикрывается заслонка воздушного коллектора с одновременным открытием заслонки блока калориферов и часть нагретого воздуха поступает в блок калориферов, где отдает тепло воде.

Вторичный воздух, необходимый для догорания мелкого уноса и летучих в продуктах сгорания топлива, подается вентилятором через трубки в средней части топки. В топке поддерживается постоянное разрежение за счет изменения частоты двигателя дымососа. Продукты сгорания из топки поступают в теплообменник (водогрейный или паровой), где, проходя по дымогарным трубам, отдают тепло воде. Затем дымовые газы, с помощью дымососа, попадают в рукавные фильтры, где происходит окончательная очистка от твердых частиц, и далее выбрасываются через дымовую трубу котельной в атмосферу.

Для поддержания фракционного состава кипящего слоя при работе котлоагрегата производится постоянный слив инерта в циклическом режиме. Инерт просеивается шнеком удаления инерта, крупные частицы удаляются в сборный бак, отсеянный инерт по трубопроводу за счет разрежения, создаваемого вентилятором инерта, поступает в бак сбора, откуда шнеком подается в топку для поддержания постоянного уровня кипящего слоя.

Унос из бункера теплообменника шнеком удаляется в бак сбора уноса. Во время работы котлоагрегата производится регулирование тепловой мощности котлоагрегата в зависимости от температуры воды на выходе (в случае парового котла - в зависимости от давления пара).

Основные элементы водогрейного котлоагрегата с топкой кипящего слоя

Основные элементы парового котлоагрегата с топкой кипящего слоя

Автоматизация котлоагрегата

Котлоагрегат оснащается системой контроля и управления (СКУ) устанавливаемым котельным оборудованием и системой автоматизированного управления технологическими процессами (АСУ ТП), работающие в реальном времени и выполняющие следующие функции:

Поставляемые подсистемы АСУ ТП включают:

Программируемый логический контроллер обеспечивает автоматическое управление всеми рабочими процессами и контролирует значения параметров безопасности и регулирования котла, топки и общекотельные параметры. Отображение показателей работы выводится на монитор компьютера, осуществляется сохранение протоколов событий, производится GSM передача данных.

Обслуживающему персоналу не требуется глубоких специальных знаний: котел прост в эксплуатации, все данные в виде текущих значений и графиков отображаются на мониторе. Обеспечивается автоматический розжиг, функционирование и останов котла, а так же производится регулировка мощности, контроль и саморегулирование работы по текущим значениям параметров.

Система видеонаблюдения дает возможность обслуживающему персоналу с операторской вести визуальный контроль за работой системы топливо- подачи, а также наиболее важными узлами котлоагрегата, обеспечивая тем самым эффективное и надежное обслуживание.

Остались вопросы?

Закажите обратный звонок - мы с радостью вам поможем

 

Нажимая кнопку «Отправить» вы даете согласие на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности

Закрыть
Напишите нам
 
Имя Отчество:
 
E-mail:
*
 
Номер телефона:
*
 
Сообщение:
 
captcha
Изменить число
*
Введите текст с картинки:
 
*
- поля, обязательные для заполнения!
 
 
Заказ обратного звонка
Имя Отчество:
 
Номер телефона:
с кодом города
 
Когда позвонить?
 
captcha
Изменить число
*
Введите текст с картинки:
 
Нажимая кнопку «Отправить заявку» вы даете согласие на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности